铅酸蓄电池原理讲解讲解38页PPT
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铅酸蓄电池ppt课件
2008 PAPER -4 资料来源：天一信科科技有限公司
铅酸蓄电池行业概况——分类
铅酸蓄电池按照不同分类方法可以分为不同类别。其中全密封免维护铅酸蓄电池对环境影响较小
A） 按用途分类
产品系列名称
特性和主要用途
起动用
供各种汽车、拖拉机、柴油机起动 和点火、照明用；起动时要求大电 流放电，要求能低温起动、电池内 阻小。
有防酸防暴功能。
类别 干放电态
含义
极板为放电态，放在无电解液的 蓄电池槽中；开始使用时应灌入电 解液，并进行较长时间的初充电后 方可使用。
极板处于干燥的充电态的无电解 干荷电态 液的蓄电池槽中，使用时灌入电解
液，不需初充电即可使用。
带液充电态
充电态带电液的蓄电池
充电态，部分电液吸在极板和隔
湿荷电态
膜中，使用时灌入电液、不需要充 电。贮存时间不及干荷电态蓄电池
铅酸电池基本原理： ➢一个基本的铅酸蓄电池由正、负极板和浸润在它们之间的电解液中组成。 ➢铅酸电池放电过程，正极板上的二氧化铅得到电子，负极板上的铅失去电子，在各自极板上沉淀为硫酸铅；析出的氧离子和氢离子化和成水。随着放电的
进行，正、负极板上逐渐积累硫酸铅，电解液浓度下降。电池电压逐渐降低，直至终止放电。 ➢充电过程中，正极板上的硫酸铅溶解，生成二氧化铅；负极板上的硫酸铅还原成铅。随着充电的进行，极板上的硫酸铅逐步溶解，电解液浓度不断提高。
2008 PAPER -3 资料来源：《电池工业污染物排放标准》编制说明
铅酸蓄电池行业概况——工作原理
铅酸蓄电池的电化学反应原理就是充电时将电能转化为化学能在电池内储存起来，放电时将化学能转化为电 能供给外系统，由于其主要使用铅和硫酸作为原料，对环境污染较大
铅酸蓄电池行业概况——分类
铅酸蓄电池按照不同分类方法可以分为不同类别。其中全密封免维护铅酸蓄电池对环境影响较小
A） 按用途分类
产品系列名称
特性和主要用途
起动用
供各种汽车、拖拉机、柴油机起动 和点火、照明用；起动时要求大电 流放电，要求能低温起动、电池内 阻小。
有防酸防暴功能。
类别 干放电态
含义
极板为放电态，放在无电解液的 蓄电池槽中；开始使用时应灌入电 解液，并进行较长时间的初充电后 方可使用。
极板处于干燥的充电态的无电解 干荷电态 液的蓄电池槽中，使用时灌入电解
液，不需初充电即可使用。
带液充电态
充电态带电液的蓄电池
充电态，部分电液吸在极板和隔
湿荷电态
膜中，使用时灌入电液、不需要充 电。贮存时间不及干荷电态蓄电池
铅酸电池基本原理： ➢一个基本的铅酸蓄电池由正、负极板和浸润在它们之间的电解液中组成。 ➢铅酸电池放电过程，正极板上的二氧化铅得到电子，负极板上的铅失去电子，在各自极板上沉淀为硫酸铅；析出的氧离子和氢离子化和成水。随着放电的
进行，正、负极板上逐渐积累硫酸铅，电解液浓度下降。电池电压逐渐降低，直至终止放电。 ➢充电过程中，正极板上的硫酸铅溶解，生成二氧化铅；负极板上的硫酸铅还原成铅。随着充电的进行，极板上的硫酸铅逐步溶解，电解液浓度不断提高。
2008 PAPER -3 资料来源：《电池工业污染物排放标准》编制说明
铅酸蓄电池行业概况——工作原理
铅酸蓄电池的电化学反应原理就是充电时将电能转化为化学能在电池内储存起来，放电时将化学能转化为电 能供给外系统，由于其主要使用铅和硫酸作为原料，对环境污染较大
铅酸蓄电池原理讲解
正确储存
如需长时间存放电池，应保持电池处于充足电状态，并定期补充充电，以防自放电导致电池损坏。同时 ，存放环境应保持干燥、通风，避免高温、阳光直射等不利条件。
06 铅酸蓄电池的应用领域与 发展趋势
铅酸蓄电池在起动型电源领域的应用
汽车起动电源
铅酸蓄电池被广泛用作汽车的起动电源，为 汽车的起动电机提供所需的电能。其可靠的 性能和相对较低的成本使其成为这一应用领 域的首选。
影响铅酸蓄电池性能的因素
01 02
温度
温度对铅酸蓄电池的性能有很大影响。一般来说，电池在适宜的温度范 围内（如20°C~25°C）性能最佳。过高或过低的温度都会导致电池容 量下降、内阻增加和寿命缩短。
充放电速率
铅酸蓄电池的充放电速率也会影响其性能。快速充放电可能导致电池内 部发热、极化增大和活性物质脱落，从而影响电池寿命和容量。
环保要求
近年来，随着环保意识的增强，对 铅酸蓄电池的环保要求也越来越高 ，推动了铅酸蓄电池向更环保的方 向发展。
铅酸蓄电池的优点和局限性
优点
铅酸蓄电池具有技术成熟、成本低廉、容量大、自放电率低 、安全性较高等优点，适用于各种温度和气候条件。
局限性
铅酸蓄电池的能量密度相对较低，重量和体积较大，充电时 间较长，且使用寿命相对较短。同时，铅酸蓄电池在生产和 处理过程中存在环境污染问题，需要采取环保措施进行治理 。
03
维护和保养
正确的维护和保养对铅酸蓄电池的性能至关重要。包括定期充电、检查
电解液水位、清洁电池表面等。不当的维护可能导致电池性能下降、安
全隐患和寿命缩短。
05 铅酸蓄电池的使用与维护
铅酸蓄电池的充电方法
恒流充电法
这种充电方法在整个充电过程中，电流始终保持不变。它适用于电池初始充电和补充充电。在恒流充 电过程中，电池电压会逐渐升高，当电池电压达到预设值时，应转为恒压充电。
如需长时间存放电池，应保持电池处于充足电状态，并定期补充充电，以防自放电导致电池损坏。同时 ，存放环境应保持干燥、通风，避免高温、阳光直射等不利条件。
06 铅酸蓄电池的应用领域与 发展趋势
铅酸蓄电池在起动型电源领域的应用
汽车起动电源
铅酸蓄电池被广泛用作汽车的起动电源，为 汽车的起动电机提供所需的电能。其可靠的 性能和相对较低的成本使其成为这一应用领 域的首选。
影响铅酸蓄电池性能的因素
01 02
温度
温度对铅酸蓄电池的性能有很大影响。一般来说，电池在适宜的温度范 围内（如20°C~25°C）性能最佳。过高或过低的温度都会导致电池容 量下降、内阻增加和寿命缩短。
充放电速率
铅酸蓄电池的充放电速率也会影响其性能。快速充放电可能导致电池内 部发热、极化增大和活性物质脱落，从而影响电池寿命和容量。
环保要求
近年来，随着环保意识的增强，对 铅酸蓄电池的环保要求也越来越高 ，推动了铅酸蓄电池向更环保的方 向发展。
铅酸蓄电池的优点和局限性
优点
铅酸蓄电池具有技术成熟、成本低廉、容量大、自放电率低 、安全性较高等优点，适用于各种温度和气候条件。
局限性
铅酸蓄电池的能量密度相对较低，重量和体积较大，充电时 间较长，且使用寿命相对较短。同时，铅酸蓄电池在生产和 处理过程中存在环境污染问题，需要采取环保措施进行治理 。
03
维护和保养
正确的维护和保养对铅酸蓄电池的性能至关重要。包括定期充电、检查
电解液水位、清洁电池表面等。不当的维护可能导致电池性能下降、安
全隐患和寿命缩短。
05 铅酸蓄电池的使用与维护
铅酸蓄电池的充电方法
恒流充电法
这种充电方法在整个充电过程中，电流始终保持不变。它适用于电池初始充电和补充充电。在恒流充 电过程中，电池电压会逐渐升高，当电池电压达到预设值时，应转为恒压充电。
铅酸蓄电池原理讲解课件
02
它是一种常见的二次电池，适用 于各种电子设备、电动车和储能 系统等领域。
铅酸蓄电池的发展历程
铅酸蓄电池的发展历史可以追溯到 19世纪60年代，当时它被发明出来 用于电力储存和电动车的动力源。
在过去的一个世纪里，铅酸蓄电池经 历了多次改进和发展，使其在能量密 度、寿命和可靠性等方面得到了显著 提升。
铅酸蓄电池的容量与电压
容量
铅酸蓄电池的容量通常以Ah（安时）为单位，指的是在特定条件下，电池可以 提供的电量。例如，一个100Ah的铅酸蓄电池，理论上可以提供100A的电流 持续1小时。
电压
铅酸蓄电池的电压通常在12V到60V之间，这取决于电池的型号和设计。例如， 一个标准的12V铅酸蓄电池，其电压在完全充电的状态下可以达到13.8V。
01
02
03
航空航天
在航空航天领域，铅酸蓄 电池因具有较高的安全性 和可靠性而被广泛应用。
军事应用
在军事领域，铅酸蓄电池 作为备用电源和应急电源 被广泛使用。
电力设施
在电力设施中，铅酸蓄电 池作为备用电源和应急电 源，能够保障电力设施的 正常运行。
铅酸蓄电池的市场前景与发展趋势
市场前景
随着全球汽车保有量的增加和电动汽车市场的扩大，铅酸蓄电池的市场需求将持续增长。
铅酸蓄电池的负极
负极材料
铅酸蓄电池的负极主要由铅及其 氧化物制成，其中最常见的是海
绵状铅。
负极结构
负极的构造包括导电骨架和活性 物质，导电骨架通常由铅制成， 而活性物质则由海绵状铅和铅的
氧化物组成。
负极作用
负极在铅酸蓄电池中起到储存和 释放能量的作用，同时还能帮助
维持电池内部的电平衡。
铅酸蓄电池的电解液
它是一种常见的二次电池，适用 于各种电子设备、电动车和储能 系统等领域。
铅酸蓄电池的发展历程
铅酸蓄电池的发展历史可以追溯到 19世纪60年代，当时它被发明出来 用于电力储存和电动车的动力源。
在过去的一个世纪里，铅酸蓄电池经 历了多次改进和发展，使其在能量密 度、寿命和可靠性等方面得到了显著 提升。
铅酸蓄电池的容量与电压
容量
铅酸蓄电池的容量通常以Ah（安时）为单位，指的是在特定条件下，电池可以 提供的电量。例如，一个100Ah的铅酸蓄电池，理论上可以提供100A的电流 持续1小时。
电压
铅酸蓄电池的电压通常在12V到60V之间，这取决于电池的型号和设计。例如， 一个标准的12V铅酸蓄电池，其电压在完全充电的状态下可以达到13.8V。
01
02
03
航空航天
在航空航天领域，铅酸蓄 电池因具有较高的安全性 和可靠性而被广泛应用。
军事应用
在军事领域，铅酸蓄电池 作为备用电源和应急电源 被广泛使用。
电力设施
在电力设施中，铅酸蓄电 池作为备用电源和应急电 源，能够保障电力设施的 正常运行。
铅酸蓄电池的市场前景与发展趋势
市场前景
随着全球汽车保有量的增加和电动汽车市场的扩大，铅酸蓄电池的市场需求将持续增长。
铅酸蓄电池的负极
负极材料
铅酸蓄电池的负极主要由铅及其 氧化物制成，其中最常见的是海
绵状铅。
负极结构
负极的构造包括导电骨架和活性 物质，导电骨架通常由铅制成， 而活性物质则由海绵状铅和铅的
氧化物组成。
负极作用
负极在铅酸蓄电池中起到储存和 释放能量的作用，同时还能帮助
维持电池内部的电平衡。
铅酸蓄电池的电解液
《铅酸蓄电池介绍》课件
技术创新与突破
高性能铅酸蓄电池的研发
01
通过新材料、新工艺的研发和应用，提高铅酸蓄电池的能量密
度、循环寿命和安全性。
铅酸蓄电池回收再利用技术
02
通过回收再利用废旧铅酸蓄电池，实现资源的有效利用，降低
环境污染。
智能电池管理系统的应用
03
通过智能电池管理系统的应用，实现对铅酸蓄电池的实时监控
、保护和优化，提高电池的安全性和使用寿命。
对铅板进行再生处理，提取铅和其他有价值 的金属元素。
拆解
将铅酸蓄电池拆解成电池单体、塑料外壳、 铅板等部分。
资源化利用
将再生铅和其他金属元素用于生产新的铅酸 蓄电池或其他用途。
2023 WORK SUMMARY
THANKS
感谢观看
REPORTING
特点
铅酸蓄电池具有可靠性高、原料 易得、价格便宜等优点，但同时 也存在能量密度低、充电次数少 、环境污染等问题。
铅酸蓄电池的种类
01
02
03
开口式铅酸蓄电池
电解液可以自由流动，易 于维护，但容易泄漏和蒸 发。
阀控式铅酸蓄电池
电解液被吸附在隔膜中， 不易泄漏和蒸发，维护简 单，但需要定期检查。
胶体铅酸蓄电池
电解液为胶状，不易泄漏 和蒸发，寿命长，但价格 较高。
铅酸蓄电池的应用领域
汽车行业
作为汽车启动电池和车 载电源的主要组成部分
。
工业领域
用于电力保障、备用电 源和能源存储等方面。
通讯行业
用于基站、交换机等设 备的电源供应。
家庭应用
用于太阳能发电系统的 储能和电动车的电源。
PART 02
铅酸蓄电池的工作原理
PART 05
蓄电池基础知识资料ppt课件
9实质上都是指阀控式铅酸密闭免维护蓄电池
认识到了贫困户贫困的根本原因，才 能开始 对症下 药，然 后药到 病除。 近年来 国家对 扶贫工 作高度 重视， 已经展 开了“ 精准扶 贫”项 目
铅酸蓄电池化学反应原理
1、基本原理：双极硫酸盐化理论
即蓄电池放电时正负极活性物质生成的产物都是硫酸 铅。
放电
反应原理：Pb+PbO2+2H2SO4
电池定义及基本组成
❖ 电池又叫化学电源，是一种将化学能转化为 电能的装置。
❖ 电池将化学能直接转变成低压直流电。 ❖ 电池基本组成：正极活性物质、负极活性物
质、电解质、隔膜、电池外壳、端子及其它 组件。
认识到了贫困户贫困的根本原因，才 能开始 对症下 药，然 后药到 病除。 近年来 国家对 扶贫工 作高度 重视， 已经展 开了“ 精准扶 贫”项 目
2PbSO4+2 H2O
充电
2、电池内部氧循环原理
认识到了贫困户贫困的根本原因，才 能开始 对症下 药，然 后药到 病除。 近年来 国家对 扶贫工 作高度 重视， 已经展 开了“ 精准扶 贫”项 目
阀控式铅酸蓄电池特点
比能量表
电池类型
铅酸电池
镉镍电池
额定电压
2V/cell
1.2V/cell
比能量
普通25wh~45wh/kg 15~20wh/kg 密封30wh/kg~80wh 20~30wh/kg
认识到了贫困户贫困的根本原因，才 能开始 对症下 药，然 后药到 病除。 近年来 国家对 扶贫工 作高度 重视， 已经展 开了“ 精准扶 贫”项 目
VRLAB的优势（续）
❖ （2）价格低 ❖ 铅蓄电池由于原材料丰富，制造工艺简单，
认识到了贫困户贫困的根本原因，才 能开始 对症下 药，然 后药到 病除。 近年来 国家对 扶贫工 作高度 重视， 已经展 开了“ 精准扶 贫”项 目
铅酸蓄电池化学反应原理
1、基本原理：双极硫酸盐化理论
即蓄电池放电时正负极活性物质生成的产物都是硫酸 铅。
放电
反应原理：Pb+PbO2+2H2SO4
电池定义及基本组成
❖ 电池又叫化学电源，是一种将化学能转化为 电能的装置。
❖ 电池将化学能直接转变成低压直流电。 ❖ 电池基本组成：正极活性物质、负极活性物
质、电解质、隔膜、电池外壳、端子及其它 组件。
认识到了贫困户贫困的根本原因，才 能开始 对症下 药，然 后药到 病除。 近年来 国家对 扶贫工 作高度 重视， 已经展 开了“ 精准扶 贫”项 目
2PbSO4+2 H2O
充电
2、电池内部氧循环原理
认识到了贫困户贫困的根本原因，才 能开始 对症下 药，然 后药到 病除。 近年来 国家对 扶贫工 作高度 重视， 已经展 开了“ 精准扶 贫”项 目
阀控式铅酸蓄电池特点
比能量表
电池类型
铅酸电池
镉镍电池
额定电压
2V/cell
1.2V/cell
比能量
普通25wh~45wh/kg 15~20wh/kg 密封30wh/kg~80wh 20~30wh/kg
认识到了贫困户贫困的根本原因，才 能开始 对症下 药，然 后药到 病除。 近年来 国家对 扶贫工 作高度 重视， 已经展 开了“ 精准扶 贫”项 目
VRLAB的优势（续）
❖ （2）价格低 ❖ 铅蓄电池由于原材料丰富，制造工艺简单，
铅酸蓄电池(精) ppt课件
ppt课件
9
E
(PbO2/PbSO4 )
(PbSO4
/
Pb)
RT F
ln
a(H2SO4 ) a(H2O)
பைடு நூலகம்
1. 铅酸蓄电池的电动势只与酸的浓度有关，与蓄 电池中含有的铅、二氧化铅或硫酸铅的量无关；
2. 正负极的稳定电势接近于它们的平衡电极电势， 故电池的开路电压与电池的电动势接近 .
负极中高度分散
2. 放电时：BaSO4是PbSO4的结晶中心, 降低 PbSO4结晶时的过饱和度、使生成的PbSO4覆盖 金属铅的可能性减小→推迟负极的钝化
3. 充电时：使生成的海绵状铅具有高度的分散 性→防止其收缩
ppt课件
18
• 有机添加剂的作用机理 1. 吸附在活性物质上，降低电极/溶液界面的自
E 酸密度g/cm3 0.84
ppt课件
10
铅酸蓄电池正常工作的条件
1. 电极反应可逆； 2. 氢气和氧气在电极上具有较高的过电位才有可能
使电池正常充放电；
3. 放电产物PbSO4在H2SO4水溶液中的溶解度较低。
ppt课件
11
三、二氧化铅电极
活性物质PbO2：疏松的多孔体 板栅：Pb合金铸造成的栅栏片状物体
弱酸性及碱 性溶液中， pH大约2～3
以上
尺寸较大、颗粒较硬，在 正极活性物质中可以形成 网络或骨骼，使电极具有 较长的寿命;但容量较低，
同时易向β-PbO2转化
强酸性溶液 β-PbO2 正方晶系 中，pH在2～
3以下 ppt课件
更稳定些；容量更高
13
正极板栅的腐蚀
• 正极板栅腐蚀的原因 正极板栅中的Pb和其他成分如Sb处于热力学不稳 定状态
铅酸蓄电池的结构与原理课件
电解液是铅酸蓄电池中的导电 介质，通常由硫酸和水按一定 比例混合制成。
它负责传递电荷并在正负极板 之间形成电位差，从而产生电流。
电解液的浓度和纯度对铅酸蓄 电池的性能和寿命有重要影响。
电池外壳
电池外壳是铅酸蓄电池的外部结 构，通常由硬质塑料或金属制成。
它负责容纳正负极板、电解液和 其他组件，并防止外部环境对电
标称电压
指电池在额定工作条件 下所应输出的电压值， 通常以伏特（V）为单
位表示。
开路电压
指电池在无负载状态下 所测得的电压值。
工作电压
指电池在实际工作过程 中所输出的电压值。
终止电压
指电池在放电过程中， 应当停止放电的最低电
压值。
电池内阻
欧姆内阻
指电池内部由电极材料、 电解液、隔膜等电阻所组 成的等效电阻，以欧姆（ Ω）为单位表示。
铅酸蓄电池的结构与原 理课件
目录
Contents
• 铅酸蓄电池的结构
01 铅酸蓄电池概述
定义与分类
定义
铅酸蓄电池是一种以铅及其氧化 物为电极，以硫酸溶液为电解液 的化学电源。
分类
根据用途可分为启动型、动力型 和储能型铅酸蓄电池；根据电解 液循环与否，可分为开口式和密 封式铅酸蓄电池。
历史与发展
资源丰富
铅酸蓄电池中的铅和硫酸等材 料资源丰富，易于获取。
缺点
能量密度低
相对于其他类型的电池，铅酸蓄电池的能量 密度较低，体积和重量较大。
使用寿命有限
铅酸蓄电池的寿命相对较短，一般只有几年 时间，需要定期更换。
充电速度慢
铅酸蓄电池充电速度较慢，需要较长时间才 能充满电。
环境污染
如果处理不当，铅酸蓄电池可能对环境造成 污染，例如铅和硫酸的泄漏等。
铅酸蓄电池PPT课件
4.3 PbO2 正极
1
4.3.1 PbO2的结晶变体及其特性 晶体：一种是α-PbO2，一种是β-PbO2
α-PbO2为Z形排列，β-PbO2为线性排列
还有无定形的二氧化铅
2
3
α-PbO2与β-PbO2性能比较
α-PbO2——斜方晶系（铌铁矿型） β-PbO2 ——正方晶系（金红石型） 性能比较： 1.导电性：β-PbO2大于α-PbO2 2.稳定性： β-PbO2大于α-PbO2 3. 结晶颗粒： β-PbO2结晶细， α-PbO2结晶粗
海绵状铅，活性物质的收缩：海绵状Pb热力学不稳定； 充电时，再结晶表面收缩
1. 膨胀剂： 无机膨胀剂：硫酸钡、硫酸锶、炭黑。 放电：作为结晶中心 充电：高度分散，将Pb与Pb分开 有机膨胀剂：腐殖酸、木质素、木素磺酸盐等。 降低表面张力，防止铅负极比表面积收缩，推迟钝化。
7. α -PbO2量增加，有利于提高正极循环寿命
5
二氧化铅颗粒的凝胶-晶体理论
正极活性物质的最小单元为 PbO2颗粒 组成： α-PbO2+β-PbO2 +周围水化带
晶体区：α-PbO2、β-PbO2 水化带：PbO(OH)2
6
二氧化铅聚合物链和水化的聚合物链
7
晶体区好似一个小岛，在岛上整个体积内电子可以自由 移动。
(4) 溶胶Pb(OH)4部分脱水形成凝胶颗粒和晶体
nPb(OH) 4
[PbO(OH)2]n+nH2O
(5) [PbO(OH)2]n进一步脱水，形成PbO2
[PbO(OH)2]n
kPbO2 + (n-k) [PbO(OH)2]n+kH2O
17
4.3.3 正极自放电 （self-discharge)
1
4.3.1 PbO2的结晶变体及其特性 晶体：一种是α-PbO2，一种是β-PbO2
α-PbO2为Z形排列，β-PbO2为线性排列
还有无定形的二氧化铅
2
3
α-PbO2与β-PbO2性能比较
α-PbO2——斜方晶系（铌铁矿型） β-PbO2 ——正方晶系（金红石型） 性能比较： 1.导电性：β-PbO2大于α-PbO2 2.稳定性： β-PbO2大于α-PbO2 3. 结晶颗粒： β-PbO2结晶细， α-PbO2结晶粗
海绵状铅，活性物质的收缩：海绵状Pb热力学不稳定； 充电时，再结晶表面收缩
1. 膨胀剂： 无机膨胀剂：硫酸钡、硫酸锶、炭黑。 放电：作为结晶中心 充电：高度分散，将Pb与Pb分开 有机膨胀剂：腐殖酸、木质素、木素磺酸盐等。 降低表面张力，防止铅负极比表面积收缩，推迟钝化。
7. α -PbO2量增加，有利于提高正极循环寿命
5
二氧化铅颗粒的凝胶-晶体理论
正极活性物质的最小单元为 PbO2颗粒 组成： α-PbO2+β-PbO2 +周围水化带
晶体区：α-PbO2、β-PbO2 水化带：PbO(OH)2
6
二氧化铅聚合物链和水化的聚合物链
7
晶体区好似一个小岛，在岛上整个体积内电子可以自由 移动。
(4) 溶胶Pb(OH)4部分脱水形成凝胶颗粒和晶体
nPb(OH) 4
[PbO(OH)2]n+nH2O
(5) [PbO(OH)2]n进一步脱水，形成PbO2
[PbO(OH)2]n
kPbO2 + (n-k) [PbO(OH)2]n+kH2O
17
4.3.3 正极自放电 （self-discharge)